در دوازدهم آگوست ۱۹۷۷، شاتل فضایی انترپرایز برای اولین بار به صورت مستقل پرواز کرد. پیش از این، این فضاپیما معمولا با کمک یک هواپیمای حامل متعلق به ناسا به نام حامل ش (SCA) به هوا می‌رفت.
انترپرایز در ادامه چهار پرواز آزاد دیگر را نیز به انجام رساند که در آن‌ها فضاپیما از هواپیماي حامل جدا شده و تحت کنترل فضانوردان فرود آمد. این پرواز‌های آزمایشی ویژگی‌های طراحی مدارگرد و قابلیت پرواز شاتل را تأیید کردند و تحت پیکر‌بندی‌های مختلف آیرودینامیکی و وزنی انجام گرفتند.
سه پرواز اول با یک دم عقب که در انت‌های بدنه انترپرایز نصب شده بود، اجرا گردید؛ این دم باعث کاهش کشش و آشفتگی هوا در هنگام جفت‌شدن با حامل ش می‌شد. در دو پرواز پایانی، دم برداشته شد و موتور‌های اصلی ماکت بر روی شتل نصب گردیدند.
در پنجمین و آخرین پرواز آزاد، مشکلات نوسانی ناشی از عملکرد خلبان آشکار شد که باید پیش از اولین پرتاب مداری برطرف می‌شدند.
بر پایه طراحی انترپرایز، نخستین شاتل عملیاتی یعنی شاتل فضایی کلمبیا ساخته شد. طراحی کلمبیا با انترپرایز تفاوت‌هایی داشت؛ بدنه عقب انترپرایز رابطی برای نصب غلاف خارجی نداشت و تعداد زیادی از زیرسیستم‌ها در آن نصب نشده بودند.
انترپرایز برای تولید نیروی الک‌تریکی از سلول‌های سوختی استفاده می‌کرد، اما این انرژی برای پرواز‌های فضایی کافی نبود. این شاتل تنها برای اهداف آزمایشی به کار رفت و پیش از پرواز شتل‌های دیگر، تست‌های گسترده‌ای روی آن انجام شد.
در نهایت، انترپرایز به موزه دریا، هوا و فضای این‌ترپید منتقل گردید و برای بازدید عموم به نمایش در آمد.